睿士科技股份有限公司

 

拉帽主要有三種應用：
1.可以當鉚釘來使用，將兩個零件鉚接再一起，鉚接後還能利用拉帽上的螺牙鎖附其他的物品。



2.可單向施工，通常想在板上用螺絲鎖附物品，若可在板子的兩端做雙向施工時，一般會選擇在板子的另一邊放一顆普通螺帽再從這一端鎖附螺絲，但如果板片太大不可能一個人同時在兩邊操作時就必須至少動用兩個人來進行安裝，成本及時間花費較大，若使用拉帽則可在同一個方向直接將母螺牙組裝在板片上及鎖附螺絲來固定物品，省時又省工，而另一些如管子或中空的夾層板只能單向組裝，拉帽幾乎是這種應用時的首選產品。



3.補強薄板牙強度的不足，若在薄板上攻牙來鎖附物品，由於板子薄，螺牙強度偏低承受較大的負荷有可能崩牙，使用拉帽是一個很好的補強方案，拉帽的螺牙強度通常可比板牙強上數倍。


 

拉帽又稱鉚螺母，英文原名為Rivet Nut，就字義上來說是一種具有鉚接功能的螺帽。

拉帽發明至今已有超過數千種型號在全球被應用，雖然規格繁多但大體上只有以下幾種大類，很多特殊型號只差異在尺寸大小、材質、表面處理及一些特殊的規格上：

1.全圓拉帽：世界上最古老的拉帽就是這種全圓的拉帽，外表光亮無任何特殊構造在其上，這型拉帽由於抗扭轉能力(Spin out)偏弱容易打滑，已漸漸少人使用，但由於構造簡單且生產成本較低廉，故仍有部分使用者因價格考量而繼續使用此型拉帽。



2.花齒拉帽：為提高全圓拉帽Spin out性能所開發出來的花齒拉帽，組裝時花齒能咬住板片增加一定程度的性能，大約可達全圓拉帽的2倍以上，由於生產時花齒模的壽命較低且價格也較高，故花齒拉帽通常會比全圓拉帽貴個幾成，目前此型拉帽是全世界用量最大的拉帽類型，以Sherex集團來說，超過一半以上的訂單需求屬於此類型的拉帽。


3.半六角拉帽：若花齒拉帽的Spin out仍無法滿足需求就需要性能更強的六角拉帽，半六角拉帽是一種在圓形拉帽的基礎上將組裝變形段用六角棒撐成六角的拉帽形式，外觀為一半六角一半圓，由於組裝段是六角所以也要組裝在六角孔才能產生性能大幅提高的效果，其Spin out大約比花齒拉帽再提高50%~1倍左右，但由於半六角系列通常都是外六內六的結構，真正承受扭力的六角對角厚度與對邊等厚無特別加強，因此無法大幅度的提高防轉扭力，其價格基本與花齒拉帽相近，但由於必須要先有六角孔才能使用，這也造成一些使用上的限制。


4.全六角拉帽：這型拉帽是所有拉帽類型中Spin out最強大的形式，其六角結構通常為外六內圓，因此六角對角的壁厚遠比半六角系列要厚非常多，它能產生的Spin out也比半六角系力要高上數倍，此型拉帽由於壁厚較厚，組裝力偏高，通常無法使用成本較低的旋拉式工具來組裝，必須購買較為昂貴的直拉式工具才能正常安裝此類產品。


5.剖溝拉帽：每種拉帽都有其組裝的板厚範圍限制，且這個範圍通常並不大，多數在2~3mm的範圍內，剖溝拉帽是一種特殊形式的拉帽，在本體上預先切好4條溝，組裝時這4條溝會均勻裂開並產生4支折腳來夾住板片，這種形式的拉帽可以產生非常大的板厚範圍，幾乎可達一般拉帽的2~3倍，且4隻折腳寬度為一般拉帽數倍，當組裝在非常薄或結構強度不高的板子上時可產生比一般拉帽高數倍的抗拉拔力(Pull out)，但若組裝在堅固的板子上時，剖溝拉帽由於4條溝破壞了本體的一體結構，其強度反而遠低於一般拉帽，故此型拉帽在被組裝的板片強度偏弱的使用環境特別適合，剖溝拉帽由於剖溝模的成本非常高且壽命低，加上生產上的技術性高，因此幾乎可說是所有類型拉帽中最昂貴的類型。


6.截斷式拉帽：此型拉帽也是非常特殊的設計，產品中間有一段腰部，其厚度小於0.2mm，組裝時腰部會被剪斷，其螺牙段會往前插入大孔段內側並將其外壁撐大而緊緊的固定在組裝孔上，截斷式拉帽幾乎沒有板厚的限制，因為它的組裝方式是靠撐孔而不是一般拉帽利用環狀變形結構來夾緊板子，但由於各種性能指數偏低，因此較適合應用在承受力量較小的應用上，主要使用於電子相關產業，由於此類拉帽無法使用鍛造方式大量生產，必須以車製來加工，故售價較高。


7.浮動拉帽：這是Sherex集團的專利產品，是用來解決多點組裝產生累積公差，最後幾個牙可能因此組裝困難的情況所開發的新型拉帽，特別適合應用在汽車及航太這種大型手工產業，浮動拉帽的螺帽可以做1~3mm的小範圍浮動，且能傾斜一定的小角度，可相當幅度的解決此類組裝問題，此型拉帽具有專利，且為2個零件的組裝件，成本及售價較高，使用客群多數為汽車及航太級之應用。


8.短型浮動拉帽：同樣是睿士集團的專利產品，不僅具有浮動的功能，且長度更短，組裝後長度只有普通浮動拉帽的一半不到，非常適合應用在深度很淺的密閉夾層板上。


9.大尺寸拉帽：大部分的拉帽應用都在M10以下螺牙規格為主，但仍有少數應用需要承受非常高的強度，因此M12以上的大型拉帽應運而生，目前Sherex集團的大尺寸拉帽有全圓及全六角2種類型，最大尺寸達到M20，且為此開發了1.8萬磅拉力的FLEX 18拉帽槍，是目前市面上拉力及穩定度最好的大型拉帽組裝工具。

目前最常見的拉帽材質有5種，碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅及鎳銅合金(Monel)，其中碳鋼材質是全球拉帽應用量最大的材質種類，幾乎超過90%以上，其次為鋁合金再來是不銹鋼，黃銅及鎳銅合金用量非常稀少，碳鋼材質多數為碳含量介於千分之6 ~10的低碳鋼材，少部分高強度拉帽會使用千分之20~25之間的含碳量上限的低碳鋼材來製作，過高的含碳量不僅在鍛製過程較困難，且產品組裝力偏高且易裂，鋁合金拉帽多數是為了對應組裝環境一致性所使用，部分是為了減輕重量的理由，鋁合金拉帽的強度大約只有碳鋼材質的6成，通常不會應用在受力太強的環境下，不銹鋼拉帽最大優點在於不需擔心碳鋼材質的表面處理是否含有有害物質等問題且不會像碳鋼材質組裝幾年之後可能慢慢開始產生銹蝕的問題，黃銅材質是特殊應用，使用量非常的小，它的應用沒有太多的市場訊息，鎳銅合金是具有強力抗腐蝕性的材料，主要使用在船舶上。

拉帽的螺牙規格主要分為歐規公制牙及美規英制牙2大類，英制牙常用規格最小#4到3/4" , 公制牙為M3~M20，但並不是每種螺牙規格在市場上都能輕易取得，市場主流是M5、M6及M8(#10 ~5/16")這個尺寸範圍內的應用量最大，生產的廠家數多且市場供應量也大，其餘冷門尺寸有很大的機率需要訂製才能取得，特別是M4以下及M12以上的拉帽大多不易取得現貨


拉帽常見的公制牙規格如下:
M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12、M16、M20

拉帽常見的英制牙規格如下:
#4-40、#6-32、#8-32、#10-24、#10-32、1/4"-20、1/4"-28、5/16"-18、5/16"-24、3/8"-16、3/8"-24、1/2"-13、5/8"-11及3/4"-10

拉帽除了一般的標準型態外，還有以下幾種特殊變化形態：

1.盲孔件：有些應用希望拉帽組裝後具有防塵、防雨或防水等能力，避免外部因素透過拉帽間的孔隙透入產品或設備內部，所以會將產品尾部做成盲孔，使水氣灰塵無法自拉帽尾部進入，盲孔件通常長度會較長，重量也較重，同時單價較高也是必然的，部分防水要求更高的應用環境還需要搭配法蘭下方塗抹防水膠。


2.防水膠：同盲孔件的需求，水塵能夠進入的2個點為拉帽尾部及法蘭與板片接觸的部位，尾部可透過盲孔設計解決，法蘭的部分則需要塗上防水膠，同時有防水膠及盲孔的拉帽才真正能達到完全防水的目的。


3.凸緣頭：由於花齒拉帽是目前全球應用量最大的拉帽類型，但某些應用環境仍有Spin out需求達不到的情況，改用六角拉帽又有六角孔的問題，故凸緣頭是另一種不錯的選擇，它在法蘭下方增加可咬入板片的尖齒，在組裝時會插入板面產生一定程度的防滑力，就某些層面來說幾乎可與半六角系列的性能相比，由於凸緣頭是額外的構造，有凸緣頭的拉帽價格通常也會比一般花齒拉帽稍貴一些。


4.切邊頭：為了增加拉帽的防轉能力，除了花齒、六角及凸緣頭之外還能從拉帽的法蘭頭做一些切邊設計，當客戶在組裝環境放置幾個平面切齊拉帽的切邊頭時，一樣能產生非常強大的Spin out性能。

首先使用者需要先確定使用的環境需求，拉帽需要承受多大的力量以及需要多大的Spin out，如果是一般負載較輕的電子業應用，可選用M4以下的規格，一般民生用途可考慮M4及M5，稍有強度需求的應用可考慮M6及M8，強度要求更高的使用M10以上的規格，高荷重的環境使用M12~M20的大尺寸拉帽，大部分的產品應用選擇花齒拉帽大多都可以滿足Spin out需求，若需要的是便宜而性能其次，可考慮全圓拉帽，需要更高的Spin out時則考慮半六角或全六角拉帽，當組裝在非常薄且脆弱的板子則可考慮選用剖溝拉帽，如果組裝複數拉帽可能因為變形或偏孔的問題造成最後幾孔難以鎖附時可選用浮動拉帽來組裝。

產地及材質證明是關鍵之一，拉帽以鋼鐵材質為主，且偏向延展性較高的低碳鋼材，德國及日本鋼材的純度眾所皆知是最好的，台灣中鋼製的品質也相當不錯，中國大陸的鋼材雜質含量偏高但拉帽產量又是全球最大，其低碳鋼材略帶雜質雖大致勉強能使用在拉帽上，但其不成熟的拉帽熱處理製程影響非常大，因此其品質穩定度低，可能造成組裝力不穩定而無法使用在具有自動監控組裝過程的高級設備上，拉力變化大也可能使手持式工具在設定上較困難，更重要的是可能造成性能過差且容易破裂，全球最高品質拉帽主要產自歐美日，台灣製的拉帽品質也深獲好評，是CP值很高的供貨來源，再來是品質管制的程度，有TS認證的拉帽廠絕對有經過最嚴格品質管控，出廠前100%用全檢機跑過，幾乎看不到混料、無螺牙及一些沒熱處理過的不良品，螺牙毛邊幾乎很少，且螺牙尺寸絕對符合國際規範，許多中國大陸拉帽廠沒有任何品質認證，產品出貨前沒有經過任何品檢，其混料及不良品眾多，且發生問題時常兩手一攤無法協助處理，這也是歐美客戶目前仍對便宜的大陸製拉帽保持疑慮的主要考量點，但若使用在一般較低階的用途上，廉價的大陸製拉帽仍是一種不可排除的選擇，但若使用在有安全性疑慮如汽車及航太則建議三思。
拉帽的組裝品質也是一個重要的評鑑點，好的拉帽可滿足它所標示的大部分板厚範圍，且組裝時環狀變形較不會偏斜翻翹甚至內折，此部分在幾個世界頂尖拉帽廠都有其特有技術可穩定其組裝品質，許多純代工廠只會生產拉帽但不懂拉帽的關鍵特性，或許外觀做的非常光亮完整且尺寸也都進入公差，但一組裝就知道是劣質品，品質只要一組裝就看得出來。

目前拉帽組裝有3種主要方式：

1.旋拉式 : 基本上就是利用螺牙扭轉的方式產生大拉力來組裝拉帽，這種方式在效率上普通卻非常的方便，不需要考慮拉帽的組裝行程，只要扭力足夠就能拉貼，當然扭力過大也可能把拉帽的螺牙拉壞，因此這類組裝方式最重要的點在於扭力的控制，常用的旋拉式工具有氣動SPIN SPIN拉槍、電動SPIN SPIN拉槍及各種形式的旋拉式手工具，自動工具大多具有扭力調整的能力，目前市場主流仍是氣動SPIN SPIN拉槍，價格便宜安裝品質也還不錯，電動工具的部分，台製及大陸製拉帽槍目前絕大部分都是用電鑽電動起子改造而來，扭力控制不確實，且每次組裝都得更替中間的正反轉開關非常麻煩，並不是理想的組裝工具，手動SPIN SPIN工具目前市售種類繁多，但最大的問題在於價格偏高，有些甚至與氣動工具價格接近，沒有競爭力，睿士科技開發的SHT系列工具是此型工具中CP值最高的，不僅價格低廉構造簡單且性能優異好使用，是非常適合少量使用及首次使用拉帽的入門級使用者首選，旋拉式工具最大的限制是不太適合組裝厚壁高組裝力的產品，一方面組裝扭力高，工具可能拉不動，另一方面工具的軸承也承受較大的拉力，壽命偏低，且部分拉帽類型因為構造上的問題不適合使用旋拉式組裝，如直溝式剖溝拉帽如果使用旋拉式工具會扭成麻花狀，完全無法組裝，旋拉式工具大多使用在薄壁的美規拉帽上。


2.直拉式：此類組裝通常以氣動轉油壓的工具為主，將約5~7個大氣壓的氣壓源灌入氣缸中透過大截面積產生約2~3百公斤的推力來推擠油壓缸的活塞，再透過油壓缸截面積轉換後產生上千公斤的拉力直接拉動拉帽來進行組裝，此種組裝方式是最理想的組裝方式，可以組裝所有類型的拉帽，歐洲國家幾乎只使用直拉式工具，且直拉式工具拉力較強也較適合用來組裝普遍厚壁及高組裝力的歐規拉帽，但此型組裝工具價格較高，甚至是旋拉式工具的數倍，不過其組裝效率高於旋拉式工具2倍以上絕對有其價值，直拉式工具隨技術演進有逐步強化的趨勢，至今已發展到第四代直拉式拉槍，我們將其代差的功能演進整理如下：
第一代：只有單純的氣轉油拉力機構，雖然可以正常進行直拉式組裝，但是拉帽在組裝前需要先鎖入拉桿螺絲，組裝後也要鎖出拉桿螺絲，第一代拉槍在鎖入及鎖出這個部分只提供一個轉輪，僅用手動的方式來進行進料及退料，此型拉槍至今仍可在市場上看到，最大的優點在於價格低廉，但使用效率和手動工具有拚。
第二代：為改善上一代拉槍進退料效率不佳的問題，第二代拉槍追加了一顆氣動馬達，使用者只須將拉帽輕輕推頂拉桿螺絲就能驅動其正轉將拉帽旋入至組裝位置，由於氣動馬達扭力小，因此不會因此而造成預期外的預組裝問題，組裝後透過內部氣控迴路自動洩壓及驅動馬達反轉而達成自動退料的目的，第二代拉槍目前的成熟度已非常高，組裝效率也很好，甚至可在2秒內組裝一顆拉帽(含進退料)，不過由於多了自動進退料功能大幅提高了組裝效率，故其售價至少是第一代拉槍的2~3倍以上。
第三代：第三代拉槍出現在世界上估計不超過10年，Sherex 集團的FLEX系列拉槍就是屬於此代拉槍，與第二代拉槍最大的差異點在於第三代拉槍具有調整拉力的功能，而第二代拉槍在設定上只能調整行程，行程控制式的拉槍在使用上有一個很大的問題，就是當產品尺寸有些許變化時，其組裝差異就會被顯現出來，例如同規格但不同批號的拉帽在組裝相關的尺寸可能有0.2~0.5mm的最大差異，如果上一批行程調整太多，這一批拉帽大孔深度偏下限就有可能把牙拉壞，反過來也有可能這一批組裝不夠平貼，且行程控制的組裝通常是將拉力設定為最大，拉帽在組裝平貼後直到拉崩牙的可變形行程很小，要想用行程控制來設定完美的組裝條件其實比預期難許多，也許只有0.2mm左右的範圍可以調整，反過來，第三代可調拉力的拉槍在設定上就非常容易，在完成組裝到拉崩牙大約會有數百公斤甚至上千公斤的可調整範圍，只要調進這個範圍內都是完美組裝，使用者可輕易的把拉槍拉力設定到位，且不容易發生問題，基於這個理由，近10年來歐美各大拉帽使用大廠幾乎都改用第三代拉槍，即使其售價高於第二代2~3倍。
第四代：由於科技的進步，近一兩年來各式工具都開始吹起智慧風，開始有廠家將電控裝置及電子科技放入拉帽槍中，第四代拉帽最大的特徵是上面出現顯示幕，可展現組裝過程的各種條件變化，甚至具有藍芽功能可將組裝數據上傳至監控電腦做大數據或其他分析，甚至使用電子式拉力調整取代傳統的物理式調整，不過第四代拉槍仍在發展期，目前仍未出現具有決定性的誘因可驅使第三代拉槍使用者立即改用第四代槍。


3.壓入式：這類組裝使用壓床或沖床配合模具進行組裝，許多拉帽應用大廠為節省人力而改用大型設備進行組裝，組裝過程不會如前面兩種方式碰觸到螺牙，直接用沖頭推擠拉帽尾部完成組裝作業，各方面的組裝效能都比拉槍或組裝工具好，但自動組裝設備價格通常不便宜，只有組裝用量非常大的使用者會考慮壓入式組裝。